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  • 可避免光伏電池板熱斑效應(yīng)的旁路二極管的作用與選擇
    • 發(fā)布時間:2020-04-22 16:16:27
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    可避免光伏電池板熱斑效應(yīng)的旁路二極管的作用與選擇
    為了避免光伏電池板產(chǎn)生熱斑效應(yīng),一般在太陽電池組件的正負(fù)極間并聯(lián)一個旁路二極管。本文介紹了旁路二極管的選擇,包括耐壓、最大偏壓、反向電流等。
    熱斑效應(yīng)
    電池板是光伏發(fā)電的動力源,應(yīng)用中時常會受到障礙物的遮擋。這是非常有害的,如果某個串聯(lián)支路中的電池板被遮蔽,將被當(dāng)作負(fù)載消耗其他太陽電池板所產(chǎn)生的能量并發(fā)熱,這就是熱斑效應(yīng)。
    旁路二極管
    在太陽電池組件的正負(fù)極間并聯(lián)旁路二極管的電路圖
    熱斑效應(yīng)嚴(yán)重破壞太陽能電池的發(fā)電效率,消耗有光照的太陽電池所產(chǎn)生的能量,降低電池組件的壽命。為了防止太陽電池由于熱斑效應(yīng)而遭受破壞,最好在太陽電池組件的正負(fù)極間并聯(lián)一個旁路二極管,以避免光照組件所產(chǎn)生的能量被受遮蔽的組件所消耗。
    旁路二極管的作用
    在電池片出現(xiàn)熱斑效應(yīng)時,旁路二極管讓其它電池片所產(chǎn)生的電流從二極管流出,使太陽能發(fā)電系統(tǒng)繼續(xù)發(fā)電,不會因為某一片電池片出現(xiàn)問題而產(chǎn)生發(fā)電電路不通的情況。這分兩種情形:
    旁路二極管
    圖解旁路二極管的作用
    (1)當(dāng)電池片正常工作時,旁路二極管反向截止,對電路不產(chǎn)生任何作用。
    (2)若與旁路二極管并聯(lián)的電池片組存在一個非正常工作的電池片時,整個線路電流將由最小電流電池片決定,而電流大小由電池片遮蔽面積決定,若反偏壓高于電池片最小電壓時,旁路二極管導(dǎo)通,此時,非正常工作電池片被短路。
    旁路二極管的選擇
    選擇原則旁路二極管時,應(yīng)注意一些基本原則:耐壓容量為最大反向工作電壓的兩倍、電流容量為最大反向工作電流的兩倍、結(jié)溫溫度應(yīng)高于實際結(jié)溫溫度、熱阻小、壓降小。以10SQ030肖特基二極管為例:
    電流容量最小應(yīng)為:I=4.73×2=8.46A。
    最大反偏電壓為:VRRM=30vIAV=10AVF=0.55V,TJ=-55-200℃。
    耐壓容量為30V的旁路二極管最多可保護(hù)125×125電池片數(shù)目為:N=30/(2×0.513)≈29.24,即最多可保護(hù)29片125×125電池片。
    旁路二極管截止?fàn)顟B(tài)時存在反向電流,即暗電流,一般小于0.2微安。
    旁路二極管
    旁路二極管實物展示圖
    原則上,每個電池片應(yīng)并聯(lián)一個旁路二極管,以便更好保護(hù)并減少在非正常狀態(tài)下無效電池片數(shù)目,但因為旁路二極管價格成本的影響和暗電流損耗以及工作狀態(tài)下壓降的存在,對于硅電池,每15個電池片可并聯(lián)一個旁路二極管為最佳。
    在實際應(yīng)用中,由于遮蔽一個電池片與遮蔽兩塊電池片各一半的效果不同,所以當(dāng)遮蔽不可避免時,可通過設(shè)計讓一定面積的遮蔽覆蓋盡可能多的電池數(shù)量,把每個電池上的陰影面積盡可能減少,這樣就可以降低熱斑效應(yīng),提高光伏電池板的發(fā)光效率。
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